Khảo sát phản ứng mannich với xúc tác zeolite trao đổi ion kim loại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI KHẢO SÁtT PHẢN ỨNG MANNICH VỚI XÚC TÁC ZEOLITE TRAO ĐỔI ION KIM LOẠI GVHD: TS Lê Tín Thanh SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận MSSV: K38.106.123 TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2016 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận LỜI CÁM ƠN Lời em xin cám ơn cô, Tiến sĩ Lê Tín Thanh – cô trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy, Cô Khoa bảo, khuyến khích hỗ trợ em nhiều suốt bốn năm học tập Trường Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh Đây khoảng thời gian em tiếp thu nhiều kiến thức kỹ cần thiết để trang bị cho tương lai phía trước Em xin cám ơn gia đình bạn bè bên cạnh, động viên, hỗ trợ, cho em lời khuyên bổ ích để em có ngày hôm Tuy nhiên, thời gian khả có hạn nên khóa luận không tránh thiếu sót, em mong nhận góp ý chân thành Thầy Cô bạn để khóa luận trở nên hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn ! Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng năm 2016 B MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Chương 1: TỔNG QUAN .2 Tổng quan Zeolite .2 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại Zeolite Zeolite chia làm loại chính: zeolite tự nhiên zeolite tổng hợp 1.3 Ứng dụng zeolite Zeolite trao đổi ion kim loại tổng hợp hữu 2.1 Khái niệm zeolite trao đổi ion 2.2 Zeolite trao đổi ion kim loại tổng hợp hữu Phản ứng Mannich 3.1 Giới thiệu phản ứng Mannich .8 3.2 Xúc tác phản ứng Mannich Chương 2: THỰC NGHIỆM 14 Hóa chất - Dụng cụ 14 Thực nghiệm 15 2.1 Điều chế xúc tác 15 2.2 Khảo sát phản ứng Mannich 16 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17 Diện tích bề mặt riêng xúc tác 17 Khảo sát tỉ lệ mol chất tham gia phản ứng 17 Khảo sát lượng xúc tác 17 Khảo sát nhiệt độ phản ứng 18 Khảo sát phản ứng sử dụng dẫn xuất khác benzaldehyde 18 Khảo sát khả tái sử dụng xúc tác 19 Định danh sản phẩm Mannich .19 7.1 Phổ hồng ngoại (IR) 19 7.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR .20 Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24 Kết luận 24 Kiến nghị 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1: Cấu trúc zeolite Hình 2: Cấu trúc zeolite A Hình 3: Giản đồ cắt ngang mordenite Hình 4: Hệ thống mao quản ZSM-5 Hình 5: Phổ IR 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one 20 Hình 6: Phổ 1H-NMR 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one 21 Hình 7: Phổ 1H-NMR 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3- 22 (phenylamino)propan-1-one DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU BẢNG TRANG Bảng 1: Hiệu suất tái sử dụng Nagrik 12 Bảng 2: Dụng cụ thí nghiệm 14 Bảng 3: Hóa chất thí nghiệm 14 Bảng 4: Kết khảo sát phản ứng theo tỉ lệ mol 1:2:3 17 Bảng 5: Kết khảo sát phản ứng theo lượng xúc tác 17 Bảng 6: Kết khảo sát phản ứng theo nhiệt độ 18 Bảng 7: Kết khảo sát phản ứng dẫn xuất benzaldehyde 21 khác Bảng 8: Khảo sát khả tái sử dụng xúc tác 18 Bảng 9: Số liệu phổ 1H-NMR (dung môi CDCl ) (δ, ppm J, Hz) 19 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one Bảng 10: Số liệu phổ 1H-NMR 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3- 23 (phenylamino)propan-1-one A Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT KÍ HIỆU RT DMSO NMP THF TMG DMF TÊN Room Temperature Dimetylsulfoxide N-methyl-2-pyrrolidinone Tetrahydrofuran 1,1,3,3-tetra-methylguanidine Dimetylformamide B Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận MỞ ĐẦU Sử dụng xúc tác dị thể giúp cho trình tinh chế sản phẩm trở nên dễ dàng so với trường hợp xúc tác đồng thể Đồng thời, sau phản ứng kết thúc, xúc tác tách khỏi hỗn hợp dễ dàng để thu hồi tái sử dụng Do đó, xúc tác dị thể ngày ứng dụng rộng rãi quy trình tổng hợp hữu Phản ứng Mannich phương pháp cổ điển để tổng hợp β-amino carbonyl phản ứng hóa học hữu sử dụng tổng hợp hợp chất thiên nhiên tổng hợp dược Sự thay chất xúc tác có hại cho môi trường cách sử dụng chất xúc tác acid rắn thân thiện với môi trường xúc tác dị thể việc cần thiết Với lợi mặt kinh tế môi trường, việc thay xúc tác đồng thể xúc tác dị thể tổng hợp hữu nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Trong đó, xúc tác phản ứng Mannich nghiên cứu nhiều nghiên cứu việc sử dụng xúc tác zeolite Với mong muốn góp phần tìm hiểu khả xúc tác chất xúc tác dị thể, zeolite, phản ứng Mannich để tổng hợp hợp chất β-amino carbonyl, chọn đề tài “Khảo sát phản ứng Mannich với xúc tác zeolite trao đổi ion kim loại” Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Chương 1: TỔNG QUAN Tổng quan Zeolite 1.1 Khái niệm Zeolite aluminosilicate tinh thể có cấu trúc không gian ba chiều với hệ thống lỗ xốp đồng trật tự Không gian bên gồm hốc nhỏ nối với đường hầm ổn định Nhờ hệ thống lỗ đường hầm mà zeolite hấp phụ phân tử có kích thước nhỏ kích thước lỗ đường hầm chúng đẩy phân tử có kích thước lớn [1] Thành phần chủ yếu zeolite Si, Al, O số kim loại kiềm, kiềm thổ khác Trên phương diện cấu trúc, zeolite cấu trúc tinh thể mô tả mạng lưới 3D tứ diện [AlO ]5- hay [SiO ]4- liên kết nguyên tử oxy chung tạo thành mạng lưới zeolite, tứ diện xếp theo trật tự khác hình thành đơn vị thứ cấp khác Các hình dạng bên khác loại zeolite cho phép thay đổi khả phản ứng gây khác biệt Vì vậy, zeolite gọi hợp chất rây phân tử [2] Hình 1: Cấu trúc zeolite Công thức chung zeolite là: M 2/n O.Al O xSiO y H O Trong đó: M: Cation có khả trao đổi Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận n: Hoá trị cation x: Tỉ số mol SiO /Al O Y: Số phân tử nước đơn vị sở ( khoảng từ ÷ 12 ) Tỷ số x ≥ thay đổi loại zeolite cho phép xác định thành phần cấu trúc loại Ví dụ: Zeolite A có x = Zeolite X có x = 2,3 ÷ Zeolite Y có x = 3,1 ÷ Mordenite tổng hợp có x ≈ 10 Đặc biệt zeolite họ pentasit có x = 20 ÷ 1000 Riêng zeolite ZSM-5 tổng hợp dùng chất cấu trúc có ≤ x ≤ 200 Gần người ta tổng hợp loại zeolite có thành phần đa dạng có tỷ lệ mol SiO /Al O cao chí có loại cấu trúc tương tự zeolite mà hoàn toàn không chứa nguyên tử nhôm 1.2 Phân loại Zeolite Zeolite chia làm loại chính: zeolite tự nhiên zeolite tổng hợp Các zeolite tự nhiên thường gần bề mặt trái đất nên việc khai thác dễ dàng xử lý đơn giản, dẫn đến có giá thành thấp, rẻ tiền Vì vậy, zeolite tự nhiên có nhiều ứng dụng, đặc biệt lĩnh vực nông nghiệp bảo vệ môi trường.[3] Zeolite tự nhiên có 40 loại, độ tinh khiết không cao bền nên khả ứng dụng hạn chế, thường phù hợp với ứng dụng cần khối lượng lớn không yêu cầu nhiều chất lượng, chẳng hạn dùng làm chất độn chất tẩy rửa, chất hấp phụ Hơn thành phần hoá học biến đổi đáng kể nên có vài loại zeolite tự nhiên có khả ứng dụng thực tế như: Analcime, chabazite, hurdenite, clinoptilonit chúng phù hợp với ứng dụng mà không yêu cầu tinh khiết cao Hiện nay, zeolite tự nhiên sử dụng rộng rãi lĩnh vực làm khô tách chất lỏng khí, làm mềm nước cứng, xử lý nước thải khả trao đổi ion tốt.[3] Zeolite tổng hợp có 200 loại, zeolite tổng hợp có nhiều ưu điểm tính tinh khiết cao, kích thước hạt đồng nhất, khả trao đổi ion tốt nên phù hợp cho việc nghiên cứu ứng dụng công nghiệp như: zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite ZSM-5, ZSM-11 Các zeolite áp dụng rộng rãi Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận nhiều lĩnh vực tách làm khí, trình tinh lọc dầu mỏ, hóa dầu, trao đổi ion [3] Số lượng zeolite tự nhiên tổng hợp biết lên đến hàng trăm, có ứng dụng thực tế số zeolite Những zeolite thông dụng zeolite A, zeolite faujasit (X Y), zeolite ZSM-5, mordenite hay clinoptilotit Dưới cấu trúc số zeolite tiêu biểu :[4]  Zeolite A: zeolite có tỉ số Si/Al = 1, dạng natri có công thức chung (Na O).Al O 2SiO 4,5H O công thức tế bào đơn vị: Na 12 [(AlO ) 12 (SiO ) 12 ].27H O Trong zeolite A, tỉ số Si/Al từ 0,7 đến 1,2, số cation Na+ số nguyên tử Al mạng lưới Tinh thể lập phương, số tế bào nguyên tố a = 12,3 Å Hệ thống mao quản zeolite A có kích thước cửa sổ Å Hình 2: Cấu trúc zeolite A  Zeolite Mordenite (MOR) zeolite tự nhiên, tổng hợp nguồn tự nhiên Công thức chung Na O.Al O H O.6H O Công thức tế 10 bào đơn vị: Na [(AlO ) (SiO ) 40 ].24H O Trong zeolite mordenite, tỉ số Si/Al từ 4,5 đến Mạng lưới mordenite gồm hệ thống kênh giao Kênh lớn tạo thành từ vòng 12 oxy có kích thước ~ 7,2 x 6,5 Å, kênh nhỏ gồm vòng oxy ~ 5,7 x 2,9 Å Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Hình 3: Giản đồ cắt ngang mordenite Oxi nằm đường thẳng, Silic nhôm nằm điểm cắt đường  Zeolite ZSM-5 zeolite tổng hợp, có mạng lưới không gian ZSM-5 thuộc nhóm cấu trúc MFI Công thức chung Na n Al n Si 96-n O 192 , n < 27 Tỉ số SiO2 / Al O từ 20 đến 8000 ZSM-5 gồm hệ thống đường ống cắt nhau, đó, đường ống thẳng có tiết diện ngang hình elip (5,1 x 5,7 Å) đường ống zigzag gần tròn (5,4 x 5,6 Å) Hai kiểu đường ống cắt tạo thành mạng lưới ba chiều zeolite 5,1 × 5,7 Å 5,4 × 5,6 Å Hình 4: Hệ thống mao quản ZSM-5 1.3 Ứng dụng zeolite Do zeolite có nhiều tính chất đặc biệt nên ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghiệp, nông nghiệp, môi trường y học Zeolite sử dụng chủ yếu để làm khô tác chất, làm khô dung môi, tách chiết chọn lọc đặc thù, xúc tác chọn lọc đặc thù trao đổi ion chọn lọc Dưới vài ứng dụng zeolite: [5]  Sản xuất chất tẩy rửa: phần lớn zeolite sử dụng theo hướng này, tính chất trao đổi cation zeolite Zeolite không gây ảnh hưởng đến môi trường sinh vật khác chất giặt rửa trước Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận O HN Hình 6: Phổ 1H-NMR 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one (4a) Để tăng tính xác việc xác định cấu trúc sản phẩm Mannich, tiến hành đo phổ 1H-NMR sản phẩm (Hình 6) Kết đo trình bày bảng Bảng 9: Số liệu phổ 1H-NMR (dung môi CDCl ) (δ, ppm J, Hz) 1,3-diphenyl3-(phenylamino)propan-1-one (4a) O NH H Ar H Ar H Ar H Ar H Ar H Ar H Ar H Ar CH NH CH 7,90 7,56 7,45- 7,32 7,23 7,08 6,66 6,56 5,00 4,63 3,53- (d, (t, 1H, (t, 2H, (t, 2H, (t, 2H, (t, 1H, (d, (dd, (br, J=7,5) J=7,5) J=7,5) J=7,5) 2H, 1H, 1H) 2H, J=7,5) J=7,5) 7,42 (m, 4H) J=7,5) J=5, 3,41 (m, 2H) J=2,5) 21 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận  Dựa vào phổ 1H-NMR, proton nhân thơm quy kết với tín hiệu từ 6,56 ppm đến 7,9 ppm (3 vòng thơm)  Các tín hiệu δ = 3,53-3,41 ppm có cường độ tích phân tách mũi multiplet quy kết cho proton nhóm CH  Tín hiệu δ = 5,00 ppm có cường độ tích phân dạng doublet-doublet (J = Hz; J = 2,5 Hz) quy kết cho proton CH  Tín hiệu δ = 4,63 ppm có cường độ tích phân dạng singlet quy kết cho proton linh động NH b) 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3-(phenylamino)propan-1-one (4c) 7' O HN 4' 1' 2' 6' 5' Cl Hình 7: Phổ 1H-NMR 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3-(phenylamino)propan-1-one (4c) 22 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Dựa vào phổ 1H-NMR (Hình 7) hợp chất 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3(phenylamino)propan-1-one (4c), tín hiệu δ = 7,91 (J = 7,5 Hz) có cường độ tích phân dạng doublet quy kết cho proton H Tín hiệu triplet δ = 7,60 (1H, J = 7,5 Hz) quy kết cho proton H Tín hiệu triplet δ = 7,48 (J = 7,5 Hz) có cường độ tích phân quy kết cho proton H Các tín hiệu doublet δ = 7,42 (2H, J = 8,5 Hz) δ = 7,30 (2H, J = 8,5 Hz) có cường độ tích phân quy kết cho proton H , H Tín hiệu triplet δ = 7,14 (J = 7,5 Hz) có cường độ tích phân quy kết cho proton H Tín hiệu δ = 6,76 (J = 7,5 Hz) có cường độ tích phân dạng triplet quy kết cho proton H Tín hiệu doublet δ = 6,63 (J = 7,5 Hz) có cường độ tích phân quy kết cho proton H Tín hiệu triplet δ = 4,98 (J = 6,0 Hz) có cường độ tích phân quy kết cho proton CH Các proton nhóm CH cho tín hiệu doublet δ = 3,51 (J = 6,0 Hz) Proton N-H linh động trao đổi proton với dung môi nên tín hiệu trùng với tín hiệu dung môi Kết quy kết tín hiệu proton hợp chất 3-(4-chlorophenyl)-1phenyl-3-(phenylamino)propan-1-one (4c) trình bày Bảng Bảng 10: Số liệu phổ 1H-NMR (dung môi CDCl ) (δ, ppm J, Hz) 3-(4chlorophenyl)-1-phenyl-3-(phenylamino)propan-1-one (4c) [22] 7' O HN 4' 5' 1' 6' 2' Cl H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 CH CH 7,48 7,60 7,30 7,42 6,63 7,14 6,76 4,98 3,51 (d, 2H, (t, 2H, (t, 1H, (d, 2H, (d, 2H, (d, 2H, (t, 2H, (t, 1H, (t,1H, (d, 2H, J=7,5) J=7,5) J=7,5) J=8,5) J=8,5) J=7,5) J=7,5) J=7,5) J=6,0) J=6,0) H1 7,91 23 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Dựa vào sở kết đạt đề tài, rút kết luận sau : - Đã hoàn thành mục tiêu đề tài đề thực trao đổi ion với xúc zeolite ZSM sử dụng xúc tác zeolite trao đổi ion kẽm Zn-ZSM vào phản ứng Mannich - Dùng xúc tác tổng hợp khảo sát yếu tố để tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng Mannich là: tỉ lệ mol benzaldehyde:aniline:acetophenone = 1:1:1, lượng xúc tác Zn-ZSM 1M 50mg, thời gian giờ, nhiệt độ 60°C Kiến nghị Vì thời gian nội dung thực khóa luận tốt nghiệp có hạn, dừng lại điều chế sử dụng xúc tác zeolite Zn-ZSM để khảo sát yếu tố phản ứng Mannich Để đề tài thêm tính phát huy nghiên cứu sâu vào zeolite, đề xuất hướng nghiên cứu là:  Khảo sát phản ứng Mannich với dẫn xuất khác benzaldehyde, aniline cetone  Sử dụng có zeolite khác để khảo sát phản ứng Mannich  Tổng hợp hợp chất phản ứng từ chất xúc tác zeolite khác 24 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mai Tuyên (2002), Xúc tác zeolit hóa dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, trang [2] Stefan Chassaing, Aure´lienAlix, AndreaOlmos, MurielKeller, Jean Sommer, and Patrick Pale (2010), Metal-doped Zeolites as GreenCatalysts for Organic Synthesis, Z.Naturforsh, vol 65b, pp 783-790 [3] Ruren Xu, Wenqin Pang, Jihong Yu, Qisheng Huo, Jiesheng Chen (2007), Chemistry of Zeolites and Related Porous Materials: Synthesis and Structure, John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, pp 2-3 [4] Mai Tuyên (2009), Zeolit- rây phân tử khả ứng dụng thực tế đa dạng, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam,Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, trang 5-12 [5] Mai Tuyên (2009), Zeolit- rây phân tử khả ứng dụng thực tế đa dạng, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam,Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, trang 46-56 [6] Mai Tuyên (2009), Zeolit- rây phân tử khả ứng dụng thực tế đa dạng, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam,Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, trang 24-26 [7] Teck-Peng Loh, Sarah B K W Liung, Kee-Leng Tan and Lin-Li Wei (2000), Three Component Synthesis of b-Amino Carbonyl Compounds Using Indium Trichloride-Catalyzed One-pot Mannich-type Reaction in Water, Tetrahedron, vol 56, pp 3227-3237 [8] Meghshyam K Patil, Murielle Keller, Benjaram M Reddy, Patrick Pale, and Jean Sommer (2008), Copper Zeolites as Green Catalysts for Multicomponent Reactions of Aldehydes, Terminal Alkynes and Amines: An Efficient and Green Synthesis of Propargylamines, European Journal of Organic Chemistry, pp 4440-4445 [9] Stefan Chassaing, Aurélien Alix, Thirupathi Boningari, Karim Sani Souna Sido, Murielle Keller, Philippe Kuhn, Benoit Louis, Jean Sommer, Patrick Pale (2010), 25 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Copper(I)-Zeolites as New Heterogeneous and Green Catalysts for Organic Synthesis, Synthesis 2010, No.9, pp 1557–1567 [10] T.W Graham Solomons Craig B Fryhle, Organic chemistry, 10th edition, pp 894-895 [11] Benjamin List, Peter Pojarliev, William T Biller, and Harry J Martin (2002), The Proline-Catalyzed Direct Asymmetric Three-Component Mannich Reaction: Scope, Optimization, and Application to the Highly Enantioselective Synthesis of 1,2-Amino Alcohols, Journal of the American Chemical Society, Vol 124, pp 827-833 [12] Yujiro Hayashi, Wataru Tsuboi, Itaru Ashimine, Tatsuya Urushima, Mitsuru Shoji, and Ken Sakai (2003), The Directand Enantioselective, OnePot,ThreeComponent, Cross-Mannich Reaction of Aldehydes, Angewandte Chemie International Edition, vol 43, pp 3677-3680 [13] Ismail Ibrahem, Weibiao Zou, Magnus Engqvist, Yongmei Xu, and Armando C0rdova (2005), Acyclic Chiral Amines and Amino Acids as Inexpensive and Readily Tunable Catalysts for the Direct Asymmetric Three-Component Mannich Reaction, Chemistry – A European Journal , vol 11, pp 7024–7029 [14] Qunsheng Guo, John Cong-Gui Zhao, Hadi Arman (2012), Base-catalysted threecomponent direct Mannich reaction of enolize ketones with high syn-selectives, Tetrahedron Letters, vol 53, pp 4866-4869 [15] Raimondo Maggi, Alessandra Bello, Chiara Oro, Giovanni Sartori, Laura Soldi (2008), AgY zeolite as catalyst for the effective three-component synthesis of propargylamines, Tetrahedron, vol 64, pp 1435-1439 [16] Andrea Olmos, Aurélien Alix, Jean Sommer and Patrick Pale (2009), ScIII-Doped Zeolites as New Heterogeneous Catalysts: Mukaiyama Aldol Reaction, Chemistry – A European Journal, vol 15, pp 11229-11234 [17] Deepak.M Nagrik, D.M.Ambhore, Manoj.B Gawande (2010), One-pot Preparation of β–amino Carbonyl Compounds by Mannich Reaction Using MgO/ZrO2 as Effective and Reusable Catalyst, International Journal of Chemistry, vol 2, pp 98-101 26 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận [18] H Sharghia, R Khalifeha, F Moeini, M.H Beyzavi, A Salimi Beni and M.M Doroodmand (2011), Mannich Reaction of Secondary Amines, Aldehydes and Alkynes in Water Using Cu/C Nanoparticles as a Heterogeneous Catalyst, Journal of the Iranian Chemical Society, vol.8, pp S89-S103 [19] Pullar Vadivel, Cinnathambi Subramani Maheswari, Appaswami Lalitha (2013), Synthesis of β-Amino Carbonyl Compounds via Mannich reaction using sulfated MCM-41, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, vol.2, pp 267-270 [20] Ahmad Reza Massah, Roozbeh Javad Kalbasi and Neda Samah (2011), Highly Selective Synthesis of β-Amino Carbonyl Compounds over ZSM-5-SO3H under Solvent-free Conditions, Bulletin of the Korean Chemical Society, vol 32, pp 17031708 [21] Vijikumar S Marakatti, Anand B Halgeri and Gana V Shanbhag (2014), Metal ion-exchanged zeolites as solid acid catalysts for green synthesis of Nopol from Prins reaction, Catalysis Science & Technology, vol 4, pp 4065-4074 [22] Muthusamy Poomalai Pachamuthu, Kannan Shanthi, Rafael Luque and Anand Ramanathan (2013), SnTUD-1: a solid acid catalyst for three component coupling reactions at room temperature, Green Chem., vol.15, pp 2158-2166 27 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết diện tích bề mặt riêng xúc tác Zn-ZSM Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận O HN Phụ lục 2: Phổ hồng ngoại 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận O HN Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR 1,3-diphenyl-3-(phenylamino)propan-1-one Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận O HN Cl Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR 3-(4-chlorophenyl)-1-phenyl-3(phenylamino)propan-1-one Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hiếu Thuận NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… … ………………………………………………… … ………………………………………………… … ………………………………………………… … ………………………………………………… Tp.Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2016 Chủ tịch TS Bùi Xuân Hào Giảng viên hướng dẫn TS Lê Tín Thanh [...]... sử dụng xúc tác zeolite Zn-ZSM để khảo sát các yếu tố của phản ứng Mannich Để đề tài thêm tính phát huy và nghiên cứu sâu vào zeolite, chúng tôi đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo là:  Khảo sát phản ứng Mannich với các dẫn xuất khác của benzaldehyde, aniline và cetone  Sử dụng có zeolite khác để khảo sát phản ứng Mannich  Tổng hợp các hợp chất mới bằng phản ứng từ các chất nền và xúc tác zeolite. .. độ nóng chảy đo được là 166,7oC – 168,8oC 2.2.2 Khảo sát phản ứng Mannich  Khảo sát tỉ lệ mol của chất tham gia phản ứng  Khảo sát hàm lượng xúc tác  Khảo sát nhiệt độ  Phản ứng Mannich với các dẫn xuất của benzaldehyde  Khảo sát khả năng tái sử dụng 2.2.3 Định danh sản phẩm và thông số hóa lý của xúc tác  Đo diện tích bề mặt riêng của xúc tác zeolite Zn-ZSM 1M bằng phương pháp BET  Các sản phẩm... Xúc tác trong phản ứng Mannich 3.2.1 Xúc tác hữu cơ Xúc tác hữu cơ (đồng thể) thường được sử dụng trong phản ứng Mannich với các ưu điểm trội, điều kiện phản ứng không quá phức tạp và cho độ chọn lọc lập thể cao Proline là một xúc tác khá phổ biến cho phản ứng Mannich với hiệu suất và độ chọn lọc lập thể cao Năm 2002, lần đầu tiên Benjamin List và các cộng sự sử dụng Lproline làm xúc tác cho phản ứng. .. thấy với lượng xúc tác 50mg, phản ứng đạt hiệu suất cao nhất, khi giảm lượng xúc tác xuống còn 25 mg thì hiệu suất giảm đáng kể, còn 33% Do đó, chúng tôi chọn lượng xúc tác 50 mg cho các khảo sát tiếp theo 4 Khảo sát nhiệt độ phản ứng Yếu tố nhiệt độ cũng được chúng tôi tiến hành khảo sát Phản ứng được thực hiện với tỉ lệ 1:2:3 là 1:1:1, thời gian 5 giờ, lượng xúc tác là 50 mg, nhiệt độ phản ứng lần... - Đã hoàn thành được mục tiêu của đề tài đã đề ra là thực hiện trao đổi ion với xúc zeolite ZSM và sử dụng xúc tác zeolite trao đổi ion kẽm Zn-ZSM vào phản ứng Mannich - Dùng xúc tác tổng hợp được khảo sát các yếu tố để tìm ra điều kiện tối ưu nhất cho phản ứng Mannich là: tỉ lệ mol benzaldehyde:aniline:acetophenone = 1:1:1, lượng xúc tác Zn-ZSM 1M 50mg, thời gian 5 giờ, nhiệt độ ở 60°C 2 Kiến nghị... lượng acetophenone thì hiệu suất giảm (42,2%) 3 Khảo sát lượng xúc tác Với mong muốn khảo sát việc giảm lượng xúc tác ảnh hưởng đến hiệu suất của phản ứng, chúng tôi thực hiện phản ứng với lượng xúc tác sử dụng lần lượt là 50mg và 25mg, tỉ lệ 1:2:3 là 1:1:1, thời gian 5 giờ, nhiệt độ 60ºC Bảng 5: Kết quả khảo sát phản ứng theo lượng xúc tác STT Lượng xúc tác Hiệu suất (%) (mg) 1 50 100 2 25 33,0 17 Khóa... ion kim loại được biết đến là các xúc tác dị thể tuyệt vời Các xúc tác zeolite trao đổi đồng (I) được sử dụng trong phản ứng các phản ứng 1-3dipolar hay ngưng tụ Mannich Trong khi đó các zeolite trao đổi Scandium (III) làm xúc tác cho phản ứng aldol hóa Mukaiyama Các xúc tác này dễ dàng chuẩn bị, bền trong vài tháng, thu hồi dễ dàng bằng cách lọc và tái sử dụng Phản ứng có thể sử dụng dung môi an toàn... phức với ion trao đổi Điều này cũng là lợi thế cho việc tách chất khi có tác nhân tạo phức, mà các phương pháp khác không thể đạt được Dung lượng trao đổi của zeolite sẽ tăng hơn khi ở nhiệt độ cao 2.2 Zeolite trao đổi ion kim loại trong tổng hợp hữu cơ Trong việc nghiên cứu xúc tác dị thể, Loh tại Singapore đã nghiên cứu sử dụng xúc tác Indium tricloride (InCl 3 ) trong phản ứng Mannich “one-pot” Phản. .. tích âm trên khung zeolite Những ion phổ biến nhất (Cu2+, Zn2+, Fe3+ ) đều dễ dàng trao đổi với zeolite Tuy nhiên, zeolite có hệ thống lỗ trống với kích thước phân tử đồng đều và xác định nên sự trao đổi ion cũng có tính chọn lọc, gọi là hiệu ứng lưới Hiệu ứng lưới này chỉ cho các ion có kích thước bé hơn hay bằng kích thước của lỗ trống trao đổi qua zeolite Dung lượng trao đổi ion của zeolite phụ thuộc... khung sườn của zeolite có một điểm trao đổi ion Dung lượng trao đổi ion còn phụ thuộc vào dạng cation trao đổi Độ lựa chọn và khả năng trao đổi ion trên zeolite phụ thuộc vào pH (vì H+ là ion cạnh tranh), nhiệt độ và độ hoạt hóa của nước Các cation cạnh tranh, dung môi, sự tồn tại các tác nhân tạo phức, nồng độ dung dịch và các anion là những yếu tố có thể thay đổi khả năng tách các ion trong dung